在全球范圍內(nèi),自然災(zāi)害和危險(xiǎn)事故經(jīng)常發(fā)生,我們需要使用移動(dòng)機(jī)器人來代替人類進(jìn)入這些難以到達(dá)的危險(xiǎn)環(huán)境。自主越障能力是機(jī)器人完成危險(xiǎn)環(huán)境探查等任務(wù)時(shí)所需要具有的基本智能行為,而室內(nèi)外移動(dòng)機(jī)器人的自主能力離不開障礙感知和環(huán)境特征識(shí)別,視覺正是目前進(jìn)行環(huán)境特征識(shí)別的重要方法。本文針對(duì)室內(nèi)環(huán)境中最常見、最復(fù)雜的樓梯障礙模型,開展了基于視覺的環(huán)境特征識(shí)別、幾何參數(shù)獲取和擺臂式機(jī)器人自主越障研究。本文基于雙目視覺原理,研究了三維點(diǎn)云的處理方法。利用結(jié)構(gòu)化障礙的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)了處理算法,通過基于柵格思想的投影空間劃分方法實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)云的預(yù)處理,通過對(duì)三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行法向量計(jì)算獲取了平面特征,根據(jù)法向量對(duì)平面區(qū)域進(jìn)行分割,通過圖像處理方法提取樓梯的直線特征,從而獲得樓梯障礙的幾何參數(shù),實(shí)現(xiàn)了基于視覺的環(huán)境特征識(shí)別。本文對(duì)擺臂式機(jī)器人進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)建模,分析了機(jī)器人的越障能力,包括爬越單個(gè)臺(tái)階的最大高度和爬越樓梯的能力,在此基礎(chǔ)上,針對(duì)不同高度的單個(gè)臺(tái)階以及樓梯,進(jìn)行了機(jī)器人的越障動(dòng)作規(guī)劃。在建立了機(jī)器人的質(zhì)心模型的基礎(chǔ)上,使用穩(wěn)定錐的方法分析了機(jī)器人的靜穩(wěn)定性,并通過MATLAB進(jìn)行了仿真分析。本文完成... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題研究背景及意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 具有越障能力的移動(dòng)機(jī)器人研究現(xiàn)狀
        1.3.2 障礙感知方法研究現(xiàn)狀
        1.3.3 機(jī)器人自主越障方法研究現(xiàn)狀
    1.4 主要內(nèi)容及論文架構(gòu)
    1.5 本章小結(jié)
第二章 基于視覺的環(huán)境特征識(shí)別
    2.1 引言
    2.2 基于雙目視覺的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取
        2.2.1 三維點(diǎn)云
        2.2.2 雙目視覺原理
    2.3 三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理
        2.3.1 常見的空間點(diǎn)云索引構(gòu)建方法
        2.3.2 基于柵格思想的空間劃分
    2.4 點(diǎn)云法向量計(jì)算與調(diào)整
    2.5 特征提取
        2.5.1 區(qū)域分割
        2.5.2 圖像二值化
        2.5.3 特征提取
    2.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    2.7 本章小結(jié)
第三章 機(jī)器人自主越障規(guī)劃
    3.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)建模
    3.2 越障能力分析
        3.2.1 最大臺(tái)階高度
        3.2.2 爬樓能力分析
    3.3 越障動(dòng)作規(guī)劃
        3.3.1 爬越單個(gè)臺(tái)階動(dòng)作規(guī)劃
        3.3.2 爬越樓梯動(dòng)作規(guī)劃
    3.4 穩(wěn)定性分析
        3.4.1 穩(wěn)定椎方法
        3.4.2 MATLAB仿真分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 平臺(tái)搭建及實(shí)驗(yàn)
    4.1 硬件平臺(tái)
        4.1.1 整體方案設(shè)計(jì)
        4.1.2 雙目相機(jī)
        4.1.3 處理器
        4.1.4 硬件連接
    4.2 軟件設(shè)計(jì)
        4.2.1 軟件功能
        4.2.2 開發(fā)平臺(tái)
        4.2.3 軟件結(jié)構(gòu)
        4.2.5 通信協(xié)議
    4.3 自主越障實(shí)驗(yàn)
        4.3.1 爬臺(tái)階實(shí)驗(yàn)
        4.3.2 爬樓梯實(shí)驗(yàn)
        4.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間已發(fā)表或錄用的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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